何威
周口市公路勘察設計院
淺析高等級公路路基防護措施
何威
周口市公路勘察設計院
隨著我國高等級公路的不斷建設,與之相關的設計、施工技術也在不斷的進步之中。路基作為公路的主體工程,對其進行防護是保持路基穩定的根本手段。路基的防護措施必須從勘察、設計及施工等多個方面入手,綜合運用各種工程技術手段。
高等級公路;路基防護;設計
隨著我國經濟的持續發展,公路交通運輸對公路技術條件的要求也越來越高,隨著大量高等級公路的修建、改建和擴建,我的高速公路網、國道網絡及省道公路網絡的各級干線公路網絡已基本形成。
路基工程作為公路工程的主體,對其進行有效的防護是維持路基穩定和保障公路安全、正常運營的重要技術手段。公路的路基直接暴露于大氣環境之中,長期受雨水、冰凍、氣流等各種自然因素的侵蝕,隨著時間的增長必然會出現路基工程性能的降低,不但加重了公路養護的工作量和成本,還嚴重影響了公路整體的技術狀況和使用壽命。因此,必須在工程規劃、設計及施工過程中考慮公路路基防護的問題。
選擇合理的公路路基防護體系還能有效改善公路的景觀效果,利用綠色植物進行公路邊坡防護還可以起到保護公路沿線生態平衡的效果。為保證高等級公路的使用質量,對其路基防護工程提出了更高的要求,在這些高等級公路的規劃、設計和修建過程中,對防護工程進行了大量的研究和革新,防護工程設計的內容也更加豐富。針對公路所處環境的不同、路基形式的不同以及成本上的考慮差別,公路工程的路基防護措施也有相應的不同。
根據不同的路基情況來進行路基防護形式的選擇,公路路基防護工程大致可分為邊坡坡面防護和沖刷防護兩種類型。邊坡坡面防護是指在路基邊坡的表面設置,為了防止邊坡收到雨水沖刷、降低溫度及濕度的影響,進而防止和延緩邊坡表面侵蝕、退化的過程,保護路基邊坡穩定性的措施,其本身不承受外力作用,通過設置邊坡坡面防護還可以起到美化公路環境與改善公路沿線生態的作用。沖刷防護主要是針對臨水路基而設置的,此類路基常年或階段性、季節性的收到水流的沖刷、拍擊或淘洗,長時間過后出現浸濕和掏空現象,進而形成路基的失穩和坍塌,沖刷防護可以有效的起到防止水害的作用。
(一)邊坡坡面防護
常用的邊坡防護方式有植物防護和工程防護兩大類,植物防護多用于土質邊坡,工程防護則多用于石質路塹及邊坡。
1.植物防護
植物防護是一種簡單有效的路基防護設置方式,植物防護可以采用植草、植樹或兩者結合的方式進行,近年來還出現了鋪設草皮的防護方式。通過植物防護的設置不但能夠有效的保護邊坡表面,還可起到綠化公路環境、改善公路沿線生態的積極意義,通過植物對邊坡土層的溫度、濕度的調節作用,還能起到固結、穩定邊坡的作用。
2.工程防護
當植物防護不適用或設置難度較高時,可采用工程防護的路基保護方式。工程防護多采用可就地取材的工程材料,以降低工程成本和達到與環境協調的目的。常用的工程防護形式有:(1)抹面防護,適用于巖石表面比較完整但易受風化的石質挖方坡面,操作前應清理坡面并注意操作后的成果養護;(2)噴漿施工防護,適用于巖石表面不完整且易受風化的石質挖方坡面,可以根據工程地質情況加設加筋材料,并設置排水孔;(3)干砌片石護面,適用于重要路段或暴雨集中的土質高邊坡地區、橋涵附近坡面、巖坡及地面排水溝渠等處,坡面必須穩固,施工時先鋪設砂墊層,然后自下而上進行干砌,必要時可進行勾縫或該做漿砌,頂面必須進行封閉以防滲水,干砌片石護面的厚度一般不小20cm;(4)漿砌片石護面墻,適用于封閉各種軟巖層和破碎程度較高的挖方邊坡,要求墻體基礎穩固,頂部同樣應封閉以防滲水,墻身設置泄水孔,當墻面高度超過10m時,可采用分級砌筑并設置中間平臺的方式設置,縱向每10m設置伸縮縫一條。
(二)沖刷防護
沖刷防護可分為直接防護和間接防護兩種類型。直接防護主要采用植物或砌體對路基進行直接防護。間接防護主要是采用導治結構物來引導水流,避免、減緩水流對路基的直接破壞。
1.間接防護措施
沖刷間接防護是通過設置導治結構物來改變沖刷水利的流行,從而消減沖刷水流對路基、堤岸的直接破壞作用,并且由于水流的改道,還能減少路堤附近的淤積現象,有效的保護了路堤的安全。同時,導治結構物也是橋涵工程和路基工程的重要附屬工程,主要是通過設置堤壩來改變水流方向,由于涉及河流改道及工程量較大,會對設置區域的水文環境、生態環境及工程造價等造成較大的影響,所以必須在設置時進行充分的考察、研究及論證,確保工程設置的合理、安全及經濟。按照導治結構物與所在河道的相對位置關系,可將其分為順壩、丁壩及格壩三種類型:(1)順壩也稱作流壩,其設置方向與堤岸及河道平行,主要是通過導流和束水的方式來調整流水的方向并有效的改善河水流態;(2)丁壩也稱作挑水壩,其設置方向與堤岸及河道垂直或斜交,通過將水流挑離堤岸的方式來調整流水的方向;(3)格壩設置于順壩與堤岸之間,在平面上形成網格形狀,主要用于防止高水位時的水流溢入對堤岸造成的沖刷破壞。導治結構物的布置是路基間接防護工程成敗的關鍵,布置得當會發揮出巨大的工程價值,而布置不當則會加劇水流對路基的沖刷,形成反作用,進而引發路基水毀事故。
隨著各種新的工程技術、工程材料和新的工程設計理念的出現,路基防護工程的設計和施工也在發生的巨大的改變,路基防護工程與公路環境改善的關系正越來越受到人們的重視。公路工程技術人員要緊跟公路技術發展的最前沿,及時更新自己的工程設計、施工理念,保證路基防護工程的合理性、先進性和經濟性,同時注重工程的環境友好性,促進公路工程的可持續發展。
[1]張原旗.公路路基防護與加固技術應用[J].科技傳播.2010 (15).
[2]李學紅.公路路基的防護與加固[J].山西建筑.2007(27).
[3]張秀英.高速公路路基施工要點控制[J].山西建筑.2013 (29).